混凝土中鋼筋的銹蝕檢測(cè)，你知道嗎？

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引言 隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的逐步提高，人類活動(dòng)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，氣候變暖，大氣污染，酸雨等對(duì)人們的生活影響越來越明顯。鋼筋混凝土長(zhǎng)期暴露在惡劣的環(huán)境當(dāng)中，酸性物質(zhì)通過混凝土的空隙和毛細(xì)孔道剝蝕了鋼筋的鈍化層，鋼筋腐蝕情況嚴(yán)重，進(jìn)而鋼筋混凝土的整體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性受到影響，關(guān)注混凝土鋼筋銹蝕情況，采取一些列防治措施是必要的。 混凝土中鋼筋銹蝕機(jī)理 1 混凝土中鋼筋鈍化層形成 鋼筋混凝土之所以能夠長(zhǎng)時(shí)間使用保持良好的抗壓和體積穩(wěn)定性有兩個(gè)方面的因素。第一，混凝土凝凍層將內(nèi)部鋼筋與外部氧氣和酸性物質(zhì)隔絕開來，延緩了鋼筋的銹蝕。第二，混凝土中含有Ca(OH)2 使得PH 值在12 左右，Ca(OH)2 與與鋼筋中的Fe 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之后形成了一層200-600mm 的致密氧化層，第二層保護(hù)層就更加保護(hù)了鋼筋免受電化學(xué)的腐蝕。 2 混凝土中鋼筋鈍化層破壞 電化學(xué)腐蝕是混凝土鋼筋銹蝕的根本原因。鋼筋在生產(chǎn)、制造和使用時(shí)并不能達(dá)到完全的均勻，鋼筋的許多部分會(huì)形成電位差，在有水分的情況下會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)。 陽極反應(yīng)：2Fe-4e-→2Fe2+; 陰極極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-→y4OH- 綜合反應(yīng)：2Fe+O2+2H2O→2Fe2++4O H-;Fe2++2OH-→Fe(OH)2 在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，Cl-的存在不僅會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性能，而且會(huì)直接破壞混凝土中鋼筋的鈍化膜，形成原電池，加速原電池的反應(yīng)速率。 混凝土中鋼筋銹蝕檢測(cè)方法綜合探討 1 物理檢測(cè)方法 1.1 破損檢測(cè) 混凝土中鋼筋銹蝕檢測(cè)的物理方法主要有破損檢測(cè)等。破損檢測(cè)主要用于危房拆除、評(píng)價(jià)和鋼筋銹蝕嚴(yán)重的建筑，從表觀上觀察包裹鋼筋的混凝土已經(jīng)開裂，并且發(fā)生了鋼筋外翻甚至斷裂的現(xiàn)象，為了進(jìn)一步的確定鋼筋銹蝕情況，通常對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采取破損檢測(cè)。破損檢測(cè)的方法是利用外力對(duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行破壞，取出腐蝕的鋼筋，通過肉眼來評(píng)價(jià)鋼筋的腐蝕狀況，也可以通過對(duì)比未腐蝕鋼筋來計(jì)算截面損失率和重量損失率來評(píng)估鋼筋的腐蝕情況。該方法的優(yōu)點(diǎn)是直觀，并且可以直接展示腐蝕圖片等，該方法的缺點(diǎn)是，檢測(cè)范圍和代表性往往會(huì)受到質(zhì)疑，而且對(duì)構(gòu)件的穩(wěn)定性產(chǎn)生了破壞。 1.2 電阻棒法 電阻棒法是為了檢測(cè)鋼筋剩余面積而開發(fā)的方法，鋼筋銹蝕會(huì)引起鋼筋表面結(jié)變化，進(jìn)而引起鋼筋的電阻值變化，利用鋼筋導(dǎo)電的原理。該方法需要在鋼筋混凝土澆筑的初期就預(yù)留好的電阻探頭，且銹蝕均勻的場(chǎng)合。該方法的缺點(diǎn)在于鋼筋銹蝕為非均勻場(chǎng)合時(shí)不適用，而且無法探測(cè)鋼筋的銹蝕程度。 1.3 渦流探測(cè)法 渦流探測(cè)法是將電磁設(shè)備放在混凝土構(gòu)件上，電磁裝置發(fā)射出的勵(lì)磁電流與鋼筋內(nèi)的次聲波諧振，通過觀察磁飽和后，銹蝕鋼筋引起的電磁場(chǎng)圖像異常，通過數(shù)據(jù)換算來確定鋼筋截面積的損失率。 1.4 聲發(fā)射探測(cè)法 聲發(fā)射探測(cè)法主要原理是鋼筋銹蝕部分膨脹使得混凝土局部開裂，聲發(fā)射裝置發(fā)出的聲波與不同部位的鋼筋碰撞后反射聲波的波長(zhǎng)不同，鋼筋銹蝕情況不同，聲波的強(qiáng)弱不同。同時(shí)，聲發(fā)射受到的外部干擾十分嚴(yán)重，在定位準(zhǔn)確性上存在一定的缺陷。 1.5射線法 射線法是通過拍攝混凝土中鋼筋的 X、γ 射線照片，直接觀察鋼筋的銹蝕情況。 紅外熱像法通過測(cè)量混凝土表面溫度分布來分析鋼筋銹蝕位置和程度。但是射線法對(duì)周圍環(huán)境和人體傷害較大。 2 化學(xué)檢測(cè)方法 2.1 半電池電位法 半電池電位法檢測(cè)混凝土鋼筋銹蝕狀態(tài)時(shí)，半電池電位隨著潤(rùn)濕程度逐漸穩(wěn)定下來。為了加強(qiáng)潤(rùn)濕劑的滲透效果，縮短潤(rùn)濕結(jié)構(gòu)所需要的時(shí)間，采用少量家用液體清潔劑加飲用水的混合液潤(rùn)濕結(jié)構(gòu)效果較好，僅需約15min就可以達(dá)到電位穩(wěn)定。 2.2 線性極化法 該法的原理是將銹蝕率與極化曲線在自由銹蝕電位處的斜率聯(lián)系起來，可用雙電極或三電極系統(tǒng)監(jiān)測(cè)材料與環(huán)境耦合對(duì)的銹蝕率。它不能直接測(cè)定混凝土中鋼筋的電阻值;由于過電位小，相應(yīng)的極化電流也小，混凝土孔隙溶液歐姆壓降引起的誤差較大。 2.3 恒電量法 恒電量測(cè)量技術(shù)仍屬于極化測(cè)量的范疇，但它不同于控制電位或控制電流的方法，可采用先進(jìn)的電子技術(shù)，測(cè)量恒電量激勵(lì)下銹蝕電極極化電位隨時(shí)間衰減的曲線，確定鋼筋瞬時(shí)銹蝕速度。 恒電量法測(cè)量受腐蝕介質(zhì)電阻的影響小且對(duì)體系的擾動(dòng)小，故其獲得的鋼筋低銹蝕速度理論上比線性極化更適合且更精確。 2.4 電流階躍法 電流階躍法屬于瞬態(tài)測(cè)量方法，它的測(cè)量時(shí)間短，對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)小，越來越多地用于鋼筋混凝土中鋼筋銹蝕速度的理論研究與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。電流階躍法也是一種越來越受到重視的鋼筋銹蝕快速測(cè)量方法，它通過分析鋼筋混凝土中的鋼筋在階躍電流信號(hào)作用下的電壓響應(yīng)，來確定鋼筋的銹蝕狀態(tài)。在分析電流階躍法測(cè)量結(jié)果時(shí)，常采用多重串聯(lián)阻容單元來擬合所得測(cè)量結(jié)果。 混凝土中鋼筋銹蝕檢測(cè)案例分析 1 鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè) 按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)要求，采用KON-RBL(D)鋼筋位置測(cè)定儀對(duì)梁類、板類構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)受力鋼筋的保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)。 2 混凝土碳化深度 碳化深度值測(cè)量，可采用適當(dāng)?shù)墓ぞ咴跍y(cè)區(qū)表面形成直徑約15mm的孔洞，其深度應(yīng)大于混凝土的碳化深度?？锥粗械姆勰┖退樾紤?yīng)除凈，并不得用水擦洗。同時(shí)，應(yīng)采用濃度1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣處，當(dāng)已碳化與未碳化界線清楚時(shí)，再用深度測(cè)量工具測(cè)量已碳化與未碳化交界面到混凝土表面的垂直距離，測(cè)量不應(yīng)少于3次，取其平均值。 3 混凝土密實(shí)度檢測(cè) 檢測(cè)儀器采用RS-STO1C非金屬聲波檢測(cè)儀，采用平面對(duì)測(cè)法對(duì)普通混凝土的不密實(shí)區(qū)和空洞進(jìn)行檢測(cè)4。通過試驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)處理與分析，超聲波檢測(cè)得到的結(jié)果與試驗(yàn)設(shè)置的裂縫深度、不密實(shí)區(qū)和空洞區(qū)域基本一致。 混凝土中鋼筋銹蝕的修復(fù)技術(shù) 1 物理修復(fù)法 物理修復(fù)法是指鑿除發(fā)生鋼筋銹蝕并導(dǎo)致混凝土膨脹開裂或剝落的混凝土，直至露出鋼筋表面，先對(duì)已腐蝕的鋼筋進(jìn)行表面除銹處理，再用新的致密混凝土或砂漿進(jìn)行修補(bǔ)抹平。補(bǔ)丁修補(bǔ)技術(shù)主要適用于結(jié)構(gòu)物中鋼筋發(fā)生局部銹蝕的情況下，同時(shí)要求修復(fù)材料的收縮率應(yīng)較小，對(duì)新填的混凝土或砂漿應(yīng)進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)，以盡量減少新填補(bǔ)區(qū)域開裂的危險(xiǎn)。 2 化學(xué)修復(fù)法 (1)用電化學(xué)法將 Cl-從鋼筋表面驅(qū)除， 使其向輔助陽極移動(dòng)，該法被稱為電化學(xué)除鹽，或電化學(xué)氯化物萃取技術(shù)。該技術(shù)目前一般采用活化鈦板網(wǎng)或鍍鉑鈦?zhàn)鳛殛枠O，但也曾經(jīng)有采用銅網(wǎng)和低碳鋼網(wǎng)作為陽極的。(2)再堿化技術(shù)主要用于對(duì)由碳化引發(fā)鋼筋銹蝕的建筑結(jié)構(gòu)物的修復(fù)與保護(hù)，再堿化處理就是根據(jù)陰極保護(hù)技術(shù)的原理， 使鋼筋表面發(fā)生陰極反應(yīng)，使鋼筋周圍混凝土堿度得到恢復(fù)的電化學(xué)防護(hù)方法。